话说宇宙学常数

爱因斯坦的引力学说和广义相对论,除对牛顿引力理论做了众所周知的改进外,还在其1919年提出的引力方程式中,首次引进了宇宙学常数∧。这样,便意味着宇宙中存在负的引力质量,产生斥力,以与普通物质的引力相抗衡,使整个宇宙保持静态。但是,在哈勃于1923年发现宇宙膨胀现象之后,爱因斯坦极度后悔,称此事是他一生中所犯的最大错误,又放弃了宇宙学常数项。 20世纪80年代兴起的暴涨宇宙学说却认为正是因为极早期宇宙中∧不为零,导致宇宙在极短时间内急剧膨胀,但在今日的宇宙中∧=0。1998年初,两个天     

宇宙的命运与Ia型超新星（中）

宇宙膨胀的发现 1923年,俄罗斯宇宙学家亚历山大·弗里德曼首先用∧=0的爱因斯坦场方程建立了宇宙学膨胀模型（∧为宇宙学常数）,他发表论文阐述了膨胀宇宙的思想,即曲率分别为正、负、零时的三种情况,称为弗里德曼宇宙模型。     

中微子质量之谜

中微子质量之谜须眉中微子是否有质量？如果有到底是多大？这一直是粒子物理学家和宇宙学家所关注的问题。为了回答“太阳中微子失踪案”和天体物理学家提出的宇宙中应存在着大量暗物质两个问题，中微子有多大质量显得更重要：太阳中微子失踪的一种可能解释是“中微子振荡...     

中微子质量、右手中微子丰度和闭合宇宙

本文从实验测量的电中微子质量m_v_e=34±4eV的数值出发,指出宇宙间中微子质量将占总质量的99％,由此导致宇宙的闭合性.此外本文着重讨论了宇宙间中微子将主要是左手征态的中微子,由此才能在广泛的范围内和目前已知各观测资料相一致。本文还表明,由宇宙学所给出的中微子质量和的上限将是sum from i to (m_(vi)≤200 eV而不是通常的40eV。     

太阳中微子问题的现状与前景

太阳中微子问题的现状与前景许梅地球表面每平方厘米每秒钟内约有６００亿个中微子穿过，但被专家们探测到的却少得可怜！问题的由来中微子，不带电，质量极小（可能为零），与其他粒子的相互作用极弱，但数量极多且充斥于宇宙间的每个角落。因此，对中微子的深入研究不但...     

宇宙磁场中的中微子

本文讨论了有质量的Dirac粒子在宇宙磁场中的演化。宇宙磁场使空间度规出现各向异性。通过求解Dirac方程,得到了中微子在宇宙磁场中的表观磁矩。     

有静质量中微子对宇宙早期成团过程的影响

本文讨论有静质量中微子对宇宙早期的Jeans不稳定性阶段的成团过程的影响。把早期宇宙作为两成分流体处理,一种成分是退耦后的中微子,另一种成分是物质及辐射,二者之间仅通过引力相耦合。主要的结论是:(1)有静质量中微子将引起复合时期之前的物质成团过程;(2)这种先复合期的物质成团的质量主要处于星系团的范围;(3)存在优先的成团尺度,它的Jeans不稳定的起始时间最早;(4)如果中微子静质量太小,则对早期的物质成团过程无影响。     

探测太阳中微子的利器

中微子是一种非常小的基本粒子,广泛存在于宇宙中。由于中微子不可见、不带电,而目几乎没有质量,因此几乎处于无法探测的境地。科学家一般认为,理论上有电子中微子、μ子中微子和τ子中微子三种形态,其中只有前两者能被观测到。与光子和其他高能粒子不同,中微子可毫无阻碍地穿过行星和恒星,穿越星际空间广袤的磁场,甚至可以穿透整个星系。科学家们花费了大半个世纪,才摸清太阳能量的来源     

不可视物质的成分及结构

本文评述了宇宙中的不可视物质问题。第一节中我们讨论存在不可视物质的证据,例如,各种天体系统的质光比,不同方法所得到的减速参数q_0等。不可视物质的可能的成分在第二节中加以列举和分析,其中提及有静质量的中微子、有静质量的光微子,原初黑洞及磁单极子等。在第三节中我们指明,可视物质和不可视物质的密度分布是十分不同的。可视物质在星系、星系团及超团尺度上都有明显的成团,而不可视物质的分布是较均匀的。最后一节我们研究了形成这种分布上的差异的可能性。对于两成分宇宙,如果密度扰动的增长时标及衰减时标满足适当的关系,则该扰动能在一种成分中触发增长扰动,而在另一成分中却是衰减的。在中微子为主的宇宙中,上述机制能用来解释为什么不可视物质的分布如此之均匀。     

宇宙常数和星系团

在Ｘ射引线观测提高了星系团质量和半径测量精度的新形势下，本讨论了宇宙常数不等于零的平坦宇宙冷暗物质结构形成模型，利用球对称扰动区在宇宙常数不为零时的动力学方程的解，估计了星系团形成红移与宇宙常数是否为零的关系，计算了星系团质量函数随红移的演化。     

宇宙常数与宇宙年龄问题

本文用球对称扰动模型导出了星系暗晕的平均密度与形成时间的关系 ,并由此估算银河系的形成时间tV.我们把球状星团的年龄作为银河系年龄tG 的代表 ,则tG tV 是宇宙年龄 .对Ωλ=0 ,0 .7和 0 .8的平坦宇宙模型 ,本文计算并讨论了能与它相洽的哈勃常数的范围 .结果表明 ,若哈勃常数大到 80km·s- 1 Mpc- 1 左右 ,引入宇宙常数并不一定能解决宇宙年龄的矛盾     

超光速粒子——爱因斯坦又犯错了？

2011年9月23日,欧洲核子物理研究中心（CERN）的科学家宣布了一个惊人的消息：他们发现了速度可能比光速更快的中微子。根据爱因斯坦的狭义相对论,光速为宇宙中一切物体的最快运动速度。而超光速中微子的发现一旦被证实,将对先前的理论提出严重挑战,甚至是引起物理     

2018年十大太空故事

2018年,宇宙为我们送上了许多惊喜,涵盖了从近邻的行星到大爆炸之后第一代恒星的方方面面。位居本榜单首位的是根据南极冰层中的一束光线所做出的发现。产生这道光的是中微子,与早先发现的其他中微子一起,它们为隐藏在活动星系深处的超大质量黑洞提供了线索。     

宇宙学常数与高红移星系观测

最近对哈勃常数的观测趋于一个大的值，引进宇宙学常数为主的宇宙学成了保持平坦宇宙并解决年龄矛盾的主要方法．本文讨论了（ｈ，Ω∧，ΩＭ）＝（０．８，０．８，０．２）的宇宙模型的一些后果，并和高红移椭球星系的观测，以及星系计数的观测作了比较．尽管观测事实表明Ω∧＝０．８模型比Ω∧＝０模型更具有优势，但这个结论仍是模糊的．除了年龄问题外，还不能排除（０．８，０，１）标准宇宙学的存在．     

宇宙常数和星系团

在Ｘ射线观测提高了星系团质量和半径测量精度的新形势下，本文讨论了宇宙常数不等于零的平坦宇宙冷暗物质结构形成模型，利用球对称扰动区在宇宙常数不为零时的动力学方程的解，估计了星系团形成红移与宇宙常数是否为零的关系，计算了星系团质量函数随红移的演化．计算表明，红移为零时星系团的数密度基本上由谱参数Γ决定．若假定星系团质量只有２０％的不确定性，可限定Γ的适用范围约为０．１５－０．３２．高红移星系团的数密度观测不仅有可能对宇宙常数是否为零作出鉴别，而且当精度够高时还能对宇宙物质密度的大小作出限制     

暗物质与暗能量新解

“热”光子使暗能量现身 现代天体物理学家认为,在宇宙成分中,暗能量约占73％;暗物质占23％;发光物质占0．4％（恒星和发光气体0．4％;辐射0．005％）：不可见的普通物质占3．7％（星系际气体3．6％;中微子0．1％;超重黑洞0.04％）。宇宙暗能量提供斥力,可解释宇宙加速膨胀（在已知物理中,只有万有引力,没有相应的斥力）;同时也能解释宇宙年龄困难。     

简并中微子自引力体系的质量的相对论极限

中微子的非零静止质量的存在表明,可能存在星系质量量级的简并中微子自引力体系,我们从狭义相对论及宇宙学角度来讨论这种体系的质量极限。     

中微子天文学与2002年度诺贝尔物理学奖

2002年度的诺贝尔物理奖是因为在天体物理上的先驱性贡献而奖给雷蒙德·戴维斯、小柴昌俊和里卡尔多·贾科尼三人的。戴维斯和小柴是因为宇宙中微子的探测而合得奖金的一半;贾科尼是因为发现宇宙X射线源而得奖金的另一半。本文将只讨论中微子方面。     

说说影子物质

李政道把宇宙中的暗物质列为21世纪的重大物理问题之一。目前,一些科学家对宇宙中可能存在的暗物质有如下基本共识:一类是由普通物质(重子)组成的大多存在于星系晕中的晕族大质量致密天体(MACHO),如不发光的木星状大小的天体、核燃料用尽了的死星和很大质量的天体(VMO)如黑洞等,而大多数暗物质是看不见的奇异型式非重子的亚原子粒子,包括中微子、弱相互作用大质量粒子(WIMP)及轴子(Axion)。 1985年,美国费米实验室的科尔布(Edward Kolb)等三人,在超弦     

高能中微子和极高能宇宙线起源天体的理论研究

极高能宇宙线一般指来自地外的能量高于1018电子伏特(eV)的高能质子与原子核,其起源的研究一直是高能天体物理和粒子天体物理领域的热点问题.近年随着一些大型探测器(如Pierre Auger天文台)的运行,极高能宇宙线的研究取得很大进展.然而由于极高能宇宙线事例相对较少及其在从源到地球传播过程中的复杂性(如与宇宙微波背景辐射以及磁场的作用),需要通过观测这些宇宙线在强子反应中产生的次级粒子(如中微子)来获得其起源的额外信息.最近,位于南极的IceCube中微子天文台探测到了54个能量分布在60TeV{3PeV内的中微子事例,开启了高能中微子天文学的新时代.在本文中,我们研究了高能中微子、极高能宇宙线的天体物理起源以及它们之间可能的联系.